JP2000021728A

JP2000021728A - 半導体回路形成装置

Info

Publication number: JP2000021728A
Application number: JP10186027A
Authority: JP
Inventors: Masao Sadanao; 雅生定直
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体装置の製造工程全体のコストを下げ、
かつ製造時間を短縮する。【解決手段】表面に金属薄膜とレジスト膜とが形成さ
れた線状半導体素材３０を、ローラ１４２、１４４を回
転させることにより、一定の速度で搬送する。ローラ１
４２とローラ１４４との間に近接場光発生器１５４が放
射状に配設された露光装置１４０を設ける。線状半導体
素材３０を露光装置１４０の円筒孔１５２に通し、線状
半導体３０の表面を近接場光によって露光し、微細な回
路パターンを線状半導体３０に描画する。回路パターン
が描画された線状半導体素材３０を現像、エッチングす
ることにより電極を形成し、一定の長さに切断する。一
定長さの線状半導体素材３０を用いて半導体装置を製造
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の回路
を形成する半導体回路形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素材としてウェハと呼ばれ
る平板状のシリコン基板が用いられ、半導体装置はウェ
ハの一方の面に回路を形成することにより得られる。半
導体装置の単価を下げるために、半導体素材を製造する
工程では、結晶成長法により円柱状の大口径シリコン単
結晶が製造された後、この大口径シリコン単結晶が所定
のサイズに切断される。これにより多数のウェハが一度
に得られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし大口径シリコン
単結晶を使用するために製造装置が大型化し、結果とし
て半導体装置の製造工程全体のコストを押し上げる原因
となっている。またウェハを用いて半導体装置を得る手
法において、通常ウェハは各工程において静止状態で処
理され、各工程間においてベルトコンベア等の搬送装置
により移動させられており、工程流れは不連続である。
半導体装置を得るまでの工程数は多く、処理と搬送とが
工程数分だけ繰り返し行われるため、半導体装置の完成
までに数ヶ月の時間を要し、製造時間の短縮化が課題と
なっている。

【０００４】本発明は、この様な点に鑑みてなされたも
のであり、半導体素材の形状を線状にすることにより装
置の小型化および各工程の連続化を可能にし、これによ
り半導体装置の製造工程全体のコストを下げ、かつ製造
時間を短縮することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による半導体回路
形成装置は、線状に形成された半導体素材の外周面に回
路パターンを形成する装置であって、線状半導体素材を
長手方向に移動させる移動手段と、移動手段によって移
動する線状半導体素材の外周面に、近接場光を用いて回
路パターンを描画する描画手段とを備えることを特徴と
している。

【０００６】半導体回路形成装置において、好ましく
は、近接場光が線状半導体素材の外周面の近傍において
発生させられ、この近接場光による露光によって線状半
導体素材の外周面に回路パターンが描画される。

【０００７】半導体回路形成装置の描画手段が、異なる
方向から線状半導体素材の外周面にそれぞれ近接場光を
発生させるための複数の近接場光発生手段を備えていて
もよく、この場合複数の近接場光によって線状半導体素
材の外周面が周方向に分割されて露光される。さらに、
複数の近接場光発生手段が線状半導体素材の長手方向に
垂直な平面内において放射状に配設されてもよい。

【０００８】半導体回路形成装置において、近接場光発
生手段が、光源と、光源から発光した光を線状半導体素
材の外周面へ導く導波部と、線状半導体素材の外周面近
傍に設けられ導波部によって導かれた光を絞る開口とを
備えていてもよい。

【０００９】半導体回路形成装置において、光源は半導
体レーザであってもよい。また、導波部が開口に向かっ
て徐々に先鋭化していてもよく、この開口が導波部の外
側に設けられた金属部材により形成されてもよい。

【００１０】半導体回路形成装置において、好ましくは
近接場光発生手段の開口の大きさが、回路パターンの最
小パターンの大きさとほぼ同じであり、１つの近接場光
発生手段によって回路パターンの１つの最小パターンが
描画される。

【００１１】半導体回路形成装置において、好ましく
は、線状半導体素材における長手方向に垂直な断面が円
形である。

【００１２】半導体回路形成装置において、好ましく
は、移動手段が一定の速度で線状半導体素材を移動させ
る。

【００１３】半導体回路形成装置において、好ましく
は、移動手段による線状半導体素材の移動経路上に設け
られ、線状半導体素材の外周面に薄膜層を形成する薄膜
層形成手段と、線状半導体素材の移動経路上において薄
膜層形成手段の後段に設けられ、薄膜層形成手段により
得られた線状半導体素材の薄膜層の外側にエッチング保
護膜を形成する保護膜形成手段と、線状半導体素材の移
動経路上において保護膜形成手段の後段に設けられ、エ
ッチング保護膜が露光されることにより、回路パターン
に応じてエッチング保護膜を選択的に除去する描画手段
と、線状半導体素材の移動経路上において描画手段の後
段に設けられ、エッチングによりエッチング保護膜が除
去された薄膜層を除去するエッチング手段と、線状半導
体素材の移動経路上においてエッチング手段の後段に設
けられ、線状半導体素材のエッチング保護膜を全て除去
する保護膜除去手段とを備える。

【００１４】半導体回路形成装置において、好ましく
は、移動手段が、線状半導体素材の移動経路上において
薄膜層形成手段の前段に設けられる供給ドラムと保護膜
除去手段の後段に設けられる巻取ドラムとを備え、線状
半導体素材が供給ドラムと巻取ドラムとの間で連続して
いる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明による半導体回路形
成装置の実施形態について添付図面を参照して説明す
る。

【００１６】図１は本実施形態の半導体回路形成装置を
用いて製造された半導体装置の一例を示す図である。メ
モリである半導体装置４０は、線状半導体５０を複数本
組み合わせることにより得られ、各線状半導体５０の外
周面には半導体回路形成装置によって回路が形成され
る。この回路は種々の薄膜層からなる多層構造を有して
いる。

【００１７】線状半導体５０は直方体のケーシング４２
内に設けられている。ケーシング４２の一面から延びる
外部端子４４は、所定の線状半導体５０に電気的に接線
されている。各線状半導体５０は直径が２６０μｍ、軸
長さが１０５ｍｍの線状半導体素材から製造される。各
線状半導体５０は軸方向に沿って互いに平行に配列さ
れ、軸に垂直な平面内において縦方向に２５０本、横方
向に２５０本の格子状に配列されている。

【００１８】線状半導体５０の外周面には、０．１μｍ
の解像度で周方向に１０２４個（ビット）の記憶素子、
軸方向に１３１０７２個の記憶素子が配列され、これに
より線状半導体５０は１本当たり１６メガバイトの記憶
容量を有する。従って半導体装置４０の全メモリ容量は
１テラバイトである。対向する２本の線状半導体５０に
は複数の電極５２が形成され、これらの電極５２により
互いに連結される。線状半導体５０は外部端子４４に接
続される。

【００１９】図２は半導体装置４０を得るまでの工程を
簡略化して示す模式図である。まず半導体素材製造装置
１０において線状の半導体素材が製造される。線状半導
体素材は搬送装置３００により半導体回路形成装置１０
０へ搬送される。半導体回路形成装置１００において線
状半導体素材の外周面に回路が形成され、これにより線
状半導体５０が得られる。線状半導体５０は搬送装置３
００によって半導体組立装置２００に搬送される。そし
て半導体組立装置２００において、複数本の線状半導体
５０を用いて、図１に示す半導体装置４０が組み立てら
れる。

【００２０】図３には半導体素材製造装置１０が示され
る。粉末状の多結晶シリコン１１は供給装置１２から２
重るつぼ１４に供給される。２重るつぼ１４は高純度の
黒鉛または石英により形成される。２重るつぼ１４は同
心状に形成された外周壁１６と内周壁１８とを有し、外
周壁１６と内周壁１８とは底部において連結される。即
ち２重るつぼ１４は内周壁１８の内側の中心炉１５と、
外周壁１６と内周壁１８とに囲まれる環状炉１７とを備
える。内周壁１８には溶融したシリコンが環状炉１７と
中心炉１５とを出入りできる透過穴１８ａが形成されて
いる。

【００２１】多結晶シリコン１１は環状炉１７において
溶融されて液状化し、透過穴１８ａを通って中心炉１５
へ流入する。中心炉１５の底面は下方に向かって先鋭化
し、下方先端には直径約１ｍｍの取出口２０が形成され
る。中心炉１５へ供給された液状のシリコンは取出口２
０から鉛直下方へ自重により流出する。なお取出口２０
の直径は目的に応じて任意に設定される。

【００２２】２重るつぼ１４は耐熱の支持部材２２によ
って支持される。この支持部材２２の外周にはコイル２
４が設けられ、このコイル２４のさらに外側には電磁石
２６が設けられる。このコイル２４により、２重るつぼ
１４内のシリコンは例えば約１５００℃の温度に高周波
加熱される。電磁石２６により、シリコン溶融液の対流
が制御される。

【００２３】２重るつぼ１４の下方において、シリコン
の流出経路の周囲にはヒータ２８ａ、２８ｂ、２８ｃが
設けられる。これらヒータ２８ａ、２８ｂ、２８ｃは上
から下に向かって徐々に加熱温度が低くなるような温度
勾配を有する。これによりシリコンは徐々に冷却されて
固体化し、線状半導体素材３０が得られる。

【００２４】ヒータ２８ａ、２８ｂ、２８ｃの温度勾配
は、取出口２０の直径に応じて任意に調整される。電磁
石２６およびヒータ２８ａ、２８ｂ、２８ｃの加熱温度
は図示しない制御装置により制御される。２重るつぼ１
４の周辺およびヒータ２８ａ、２８ｂ、２８ｃは断熱材
３２により密閉される。線状半導体素材３０は断熱材３
２の下面開口３２ａから鉛直下方に降下し、図示しない
ドラムに巻取られる。このとき線状半導体素材３０の直
径は例えば２６０μｍである。

【００２５】シリコンは取出口２０から流出する際に、
表面張力によりその断面が真円形となる。また取出口２
０の直径とヒータ２８ａ、２８ｂ、２８ｃによる冷却と
が制御されることにより、シリコンの直径が制御され、
シリコンは単結晶化する。冷却時にシリコンは表面から
冷却されて固体化するが、このとき凝固圧力により結晶
欠陥は表面上に析出する。この結晶欠陥は図示しない除
去装置において、例えば酸によって除去される。

【００２６】なお図示しないが、２重るつぼ１４によっ
て製造された線状半導体素材３０の単結晶化をより完全
にするために、さらに加圧加熱工程を加えてもよい。開
口３２ａから下方に延びた線状半導体素材３０は、２対
のローラにより軸方向に引張られた状態で、ヒータによ
りシリコンを再結晶させる温度で熱処理が施される。こ
の工程により、ヒータ２８ａ、２８ｂ、２８ｃによって
単結晶化しなかったシリコンが単結晶化する。

【００２７】線状半導体素材３０は巻取ドラムに巻かれ
た状態で、搬送装置３００により半導体回路形成装置１
００へ供給される（図２参照）。

【００２８】図４は半導体回路形成装置１００を模式的
に示す図である。半導体回路形成装置１００は供給ドラ
ム１０２と巻取ドラム１０４とを備える。直径２６０μ
ｍの線状半導体素材３０には予め外周面に酸化膜層とそ
の外側に窒化膜層とが形成され、供給ドラム１０２に巻
かれている。線状半導体素材３０は供給ドラム１０２か
ら供給され、半導体回路形成装置１００により外周面に
回路が形成された後、線状半導体５０として巻取ドラム
１０４により巻取られる。

【００２９】供給ドラム１０２は第１の駆動装置１０３
によって駆動され、巻取ドラム１０４は第２の駆動装置
１０５によって駆動される。第１および第２の駆動装置
１０３、１０５は制御装置１０７により制御され、これ
により供給ドラム１０２の供給速度および巻取ドラム１
０４の巻取速度が制御される。

【００３０】半導体回路形成装置１００において、回路
はｎ種類（ｎは自然数）の回路パターンに応じてそれぞ
れ形成された薄膜層をｎ層重ねることにより形成され
る。線状半導体素材３０の移動経路上にはｎ個の回路パ
ターン形成装置が設けられる。ｎ個の回路パターン形成
装置はそれぞれ制御装置１０７によって制御される。各
回路パターン形成装置ではレジスト膜形成処理、描画処
理、エッチング処理、堆積成長処理等の後処理が行われ
ることにより、１種類の回路パターンに対応した薄膜層
がそれぞれ形成される。なお、図４には第１の回路パタ
ーン形成装置１１０、第２の回路パターン形成装置１２
０、および第３の回路パターン形成装置１３０のみが示
される。

【００３１】第１の回路パターン形成装置１１０につい
て説明する。第１の回路パターン形成装置１１０は、供
給ドラム１０２側から順に、レジスト膜形成部１１２、
描画部１１４、エッチング部１１６、および後処理部１
１８を備える。

【００３２】図５は第１の回路パターン形成装置１１０
における各処理後の線状半導体素材３０の断面を示す図
である。図５（ａ）はレジスト膜形成部１１２によるレ
ジスト膜形成処理後の線状半導体素材３０の断面図であ
り、図５（ｂ）は描画部１１４による描画処理後の線状
半導体素材３０の断面図、図５（ｃ）はエッチング部１
１６によるエッチング処理後の線状半導体素材３０の断
面図、図５（ｄ）はエッチング部１１６によるレジスト
膜除去処理後の線状半導体素材３０の断面図である。

【００３３】線状半導体素材３０は、第１の回路パター
ン形成装置１１０による処理以前にはシリコンから成る
本体３１と、本体３１の外周面に設けられた酸化膜層３
３とその外周面に設けられた窒化膜層３５とを備える。

【００３４】レジスト膜形成部１１２では、線状半導体
素材３０に液状のフォトレジストが塗布され、乾燥焼き
付けが行われる。これにより窒化膜層３５の外周面に後
述するエッチングの保護膜となるレジスト膜３７が形成
される（図５（ａ）参照）。レジストの塗布、および乾
燥焼き付けには従来公知の手法が用いられ、ここでは説
明を省略する。

【００３５】描画部１１４では、レジスト膜３７を備え
た線状半導体素材３０は、最小パターンの大きさを０．
１μｍとする第１の回路パターンに基づいて、近接場光
により露光され、その後現像される。これにより、レジ
スト膜３７のエッチングしない部分が残される（図５
（ｂ）参照）。この描画部１１４の構成は後述する。

【００３６】エッチング部１１６では、第１の回路パタ
ーンが描画された線状半導体素材３０に向かって酸等の
エッチング液が噴射され、窒化膜層３５の露出した部分
が除去され、これにより第１の回路パターンに応じた薄
膜層である窒化膜層３５が生成される（図５（ｃ）参
照）。その後レジスト膜３７が除去される（図５（ｄ）
参照）。エッチングおよびレジスト膜除去には従来公知
の手法が用いられ、ここでは説明を省略する。

【００３７】後処理部１１８では、フィールド酸化処
理、窒化膜エッチング処理、酸化膜エッチング処理、ゲ
ート酸化処理、およびポリシリコン堆積処理等が行われ
る。これらの処理は従来公知であり、ここでは説明を省
略する。

【００３８】なお、各パターン形成装置の後処理部で
は、それぞれの段階に応じて種々の処理が線状半導体素
材３０に施される。例えば第２のパターン形成装置１２
０の後処理部１２８ではソースドレイン形成処理、リン
ガラス堆積処理等が行われ、第３のパターン形成処理１
３０の後処理部１３８ではアルミニウム蒸着が行われ
る。

【００３９】以上の処理を経て第１の回路パターンに応
じた薄膜層が形成された線状半導体素材３０は、第２の
回路パターン形成装置１２０に供給され、第１の回路パ
ターンに対応した薄膜層の外側にさらに第２の回路パタ
ーンに対応した薄膜層が形成される。このように回路パ
ターン形成処理がｎ回繰り返されることにより、線状半
導体素材３０には各回路パターンに応じたｎ層の薄膜層
が生成される。ｎ層の薄膜層を備えた線状半導体素材３
０は、線状半導体５０として巻取ドラム１０４に巻取ら
れる。

【００４０】第２の回路パターン形成装置１２０および
第３の回路パターン形成装置１３０は、第１の回路パタ
ーン形成装置１１０と基本的に同様の構成を有し、対応
する構成要素の符号にはそれぞれ１０、２０が加算され
て示される。

【００４１】巻取ドラム１０４に巻取られた線状半導体
５０は、搬送装置３００によって半導体装置組立装置２
００へ供給される（図２参照）。半導体装置組立装置２
００において、所定の長さ、例えば１０５ｍｍに切断さ
れる。６２５００本の１０５ｍｍの線状半導体５０を格
子状に組みあわせることにより、図１に示す半導体装置
４０が得られる。

【００４２】図６から図１０を参照して、描画部１１４
の構成および動作を説明する。図６は描画部１１４の構
成を模式的に示す斜視図であり、図７は露光装置１４０
を軸方向から見た正面図である。なお、図７の多数の近
接場光発生器１５４は一部省略される。

【００４３】描画部１１４は、レジスト層３５を露光す
ることにより第１の回路パターンを描画する露光装置１
４０と、この露光装置１４０の両側に設けられた２対の
ローラ１４２、１４４とを備える。ローラ１４２、１４
４はそれぞれ第１および第２の駆動部１４６、１４８に
より回転駆動され、線状半導体素材３０を一定の速度で
移動させる。なお図を簡略化するためにローラは線状半
導体素材３０を一次元方向にのみ挟持しているが、実際
には複数対のローラを設け、線状半導体素材３０は長手
方向に垂直な二次元方向にそれぞれ挟持される。

【００４４】描画制御部１５０は、制御装置１０７（図
４参照）により制御される。描画制御部１５０において
第１の回路パターンに基づいて近接場光の発生、即ち光
源である発光素子１５８（図８、９参照）のオン、オフ
が制御される。発光素子１５８がオンの場合近接場光が
発生してレジスト膜３７が感光し、発光素子１５８がオ
フの場合近接場光は発生せずレジスト膜３７は感光しな
い。

【００４５】露光装置１４０による露光動作と、第１お
よび第２の駆動部１４６、１４８による線状半導体素材
３０の送り動作とは描画制御部１５０によって制御さ
れ、発光素子１５８のオン、オフの切換速度等に基づい
て、線状半導体素材３０の送り速度が決定される。

【００４６】露光装置１４０は円筒孔１５２を有し、線
状半導体素材３０は円筒孔１５２内を通過する際に、第
１の回路パターンに基いて発生する近接場光によって露
光される。円筒孔１５２の直径は線状半導体素材３０の
直径より１０ｎｍ〜１０００ｎｍほど大きい。円筒孔１
５２の直径は線状半導体素材３０の通過に応じて機械的
に変動してもよい。

【００４７】露光装置１４０は、先端が中心に位置する
近接場光発生器１５４を、放射状に多数個配設すること
により構成される。直径２６０μｍ、即ち全周約８１
６．８μｍの線状半導体素材３０を０．１μｍ単位で描
画するためには、近接場光発生器１５４は８１６８個必
要である。各近接場光発生器１５４は円筒孔１５２にお
いて近接場光を発生させ、これにより線状半導体素材３
０の周方向における０．１μｍの範囲αがそれぞれ露光
される。線状半導体素材３０において、１つの近接場光
発生器１５４によって露光される範囲αは、図６ではハ
ッチングが施されている。

【００４８】図８は近接場光発生器１５４の軸方向に垂
直な断面を示す図であり、図９は図８のＩＸ−ＩＸ線に
おける近接場光発生器１５４の断面図である。図１０は
図８に示す近接場光発生器１５４の部分拡大断面図であ
り、線状半導体素材３０と共に示す図である。

【００４９】隣り合う近接場光発生器１５４の間には反
射部材１５６が配置され、近接場光発生器１５４は互い
に遮断される。近接場光発生器１５４の外縁側には発光
素子１５８が設けられ、この発光素子１５８は円筒孔１
５２に向かって所定の波長、例えば５５０ｎｍの波長を
有する光束を出射する。発光素子１５８は描画制御部１
５０により制御され、第１の回路パターンに応じて発光
素子１５８における光束出力のオン、オフが切換えられ
る。微細な回路パターンを高速で描画するために、オ
ン、オフの切換が高速に行える発光素子１５８として、
例えば半導体レーザが用いられる。

【００５０】発光素子１５８の円筒孔１５２側には導波
部材１６０が設けられる。導波部材１６０は軸方向に垂
直な断面（図８）において、円筒孔１５２に向かって幅
が徐々に狭くなる扇形を呈している。導波部材１６０は
軸方向に平行な断面（図９）において、発光素子１５８
の軸方向長さとほぼ同じ軸方向長さを有し、発光素子１
５８に密着する長方形板部１６０ａと、この長方形板部
１６０ａから円筒孔１５２側に延び、円筒孔１５２側に
頂点１６０ｃを有する三角形板部１６０ｂとを備える。
即ち、円筒孔１５２は頂点１６０ｃが直径約２６０μｍ
の円周上に８１６８個並ぶことにより形成される。

【００５１】長方形板部１６０ａは導波部材１６０より
屈折率の低い反射部材１５６により覆われ、三角形板部
１６０ｂは、頂点１６０ｃ近傍を残した部分が金などの
金属から成る絞り１６２により覆われる。導波部材１６
０は頂点１６０ｃ近傍において露出しており、これによ
り開口径ｄが約０．１μｍの開口部１６４が形成され
る。

【００５２】反射部材１５６に衝突した光束は反射部材
１５６により全反射される。また光束は絞り１６２によ
ってその径が絞られる。従って発光素子１５８から出射
した光束は、導波部材１６０を通り絞り１６２において
絞られた後、開口部１６４へ導かれ、これにより頂点１
６０ｃを中心とする同心円状に近接場光が発生する。近
接場光は導波部材１６０の露出する表面からほぼ波長の
長さ分の距離にまで存在し、定在する。この定在する近
接場光に、頂点１６０ｃからの距離が波長より短い距離
までレジスト膜３７を近づけると、レジスト膜３７の表
面において近接場光が拡散され、レジスト膜３７が感光
する。即ち、発光素子１５８から出射した光束、即ち通
常光は波長以下の開口径約０．１μｍを有する開口部１
６４を通過できないが、開口部１６４における通常光か
ら近接場光への変換、さらにレジスト膜３７における散
乱によって生じる近接場光から通常光への変換によっ
て、レジスト膜３７を感光させることができる。

【００５３】スペーサ１６６は開口部１６４の周囲に設
けられ、線状半導体素材３０の外周面に設けられたレジ
スト膜３７と摺接することにより、線状半導体素材３０
の軸方向への移送を案内している。これにより、開口部
１６４と線状半導体素材３０のレジスト膜３７との距離
が光束の波長より短い一定の距離に保たれる。スペーサ
１６６は耐摩耗性の部材から成形される。レジスト膜３
７の表面に潤滑剤が薄く塗布されるか、あるいはスペー
サとレジスト膜３７との間に気体の膜が発生させられ、
スペーサとレジスト膜３７との間に発生する摩擦を小さ
くしている。

【００５４】このように、線状半導体素材３０における
１つの最小パターンが、１つの近接場光発生器１５４に
より露光される。即ち、線状半導体素材３０は露光装置
１４０によって、周方向に８１６８個の最小パターンが
一度に描画される。この周方向の描画１回分と、１最小
パターン分の軸方向への移動とが同時に繰り返し行われ
ることにより、線状半導体素材３０の外周面に設けられ
たレジスト層３５全体に第１の回路パターンが描画され
る。

【００５５】以上のようにして、本実施形態の半導体回
路形成装置１００は、近接場光を用いることにより、
０．１μｍという微小な最小パターンで構成された回路
パターンを線状半導体素材３０の表面上に描画すること
ができる。

【００５６】また本実施形態の半導体回路形成装置１０
０は、線状半導体素材３０を定速で移動させながら回路
パターンの書込みを行うので、従来のように移動と描画
を交互に行う回路形成工程に比べて、時間が短縮でき
る。

【００５７】従来の平板のウェハを用いる半導体装置で
は、ウェハの一方の面だけに回路を施していたが、線状
半導体５０を用いた半導体装置４０では、線状半導体５
０の外周面全体に回路を形成することができ、従来に比
べ回路形成の有効面積が大きい。従って、線状半導体５
０を用いると、従来と同等の能力を有する半導体装置が
小型化できる。さらに半導体装置を小型化することによ
り半導体装置内において信号遅延時間が短縮でき、高速
動作が可能となる。

【００５８】従来、２００ｍｍ程度の大口径シリコンを
形成するために大型の装置が必要であったが、本実施形
態の半導体回路形成装置は線径約２６０μｍの線状のシ
リコンを扱うため、従来に比べて装置が著しく小型化で
き、各種工程の高速化が可能となる。また、半導体装置
を製造する際に、連続した線状半導体素材３０を用いる
と、従来間欠的に行われていた各種工程を連続して行う
ことが出来、製造工程全体のコストを下げ、かつ製造時
間を短縮することができる。

【００５９】さらに、従来シリコン結晶の成長工程にお
いて、ウェハを炉内に整列配置させた後シリコン溶液を
充填させていたが、本実施形態の場合、線状半導体素材
３０の移動経路上にある後処理部１１８にシリコン溶液
槽を設けてシリコン溶液中に線状半導体素材３０を通せ
ば良く、成長工程がより容易になり、工程に要する時間
が短縮される。

【００６０】線状半導体素材３０の線径は、本実施形態
においては２６０μｍであるが、これに限定されること
はなく、線状半導体素材３０の製造工程において加圧時
に均一にストレスを与えることができ、かつ短時間の熱
処理を可能にする線径、例えば約５ｍｍ以下であればよ
い。

【００６１】

【発明の効果】本発明によると、半導体素材の形状を線
状にすることにより装置の小型化および各工程の連続化
を可能にし、これにより半導体装置の製造工程全体のコ
ストを下げ、かつ製造時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である半導体回路形成装置
を用いて得られた半導体装置を示す斜視図であり、一部
を破断して示す図である。

【図２】図１に示す半導体装置を製造する工程を示すブ
ロック図である。

【図３】図２に示す半導体素材製造装置の構成を簡略化
して示す断面図である。

【図４】本発明の一実施形態である半導体回路形成装置
を示す図であり、図２に示す半導体回路形成装置の構成
を簡略化して示すブロック図である。

【図５】図４に示す第１の回路パターン形成装置におけ
る各処理後の線状半導体素材を示す断面図である。

【図６】図４に示す描画部の構成を示す斜視図である。

【図７】図６に示す露光装置を軸方向から見た正面図で
ある。

【図８】図６に示す露光装置の近接場光発生器を示す断
面図であり、軸方向に垂直な断面図である。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線における近接場光発生器の
断面図である。

【図１０】図８に示す近接場光発生器を線状半導体素材
と共に部分拡大して示す断面図である。

【符号の説明】

３０線状半導体素材４０半導体装置５０線状半導体１００半導体回路形成装置１０２供給ドラム１０４巻取ドラム１０７制御装置１１０、１２０、１３０回路パターン形成装置１１４、１２４、１３４描画部１４０露光装置１４２、１４４ローラ１５０描画制御部１５２円筒孔１５４近接場光発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 27/00 ３０１Ｈ０１Ｌ 27/00 ３０１Ｚ 29/06 29/06 21/30 ５０２Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線状に形成された半導体素材の外周面に
回路パターンを形成する装置であって、前記線状半導体
素材を長手方向に移動させる移動手段と、前記移動手段
によって移動する前記線状半導体素材の外周面に、近接
場光を用いて回路パターンを描画する描画手段とを備え
ることを特徴とする半導体回路形成装置。
【請求項２】前記近接場光が前記線状半導体素材の外
周面の近傍において発生させられ、前記近接場光による
露光によって、前記線状半導体素材の外周面に前記回路
パターンが描画されることを特徴とする請求項１に記載
の半導体回路形成装置。
【請求項３】前記描画手段が異なる方向から線状半導
体素材の外周面にそれぞれ前記近接場光を発生させるた
めの複数の近接場光発生手段を備え、複数の前記近接場
光によって前記線状半導体素材の外周面が周方向に分割
されて露光されることを特徴とする請求項１に記載の半
導体回路形成装置。
【請求項４】前記複数の近接場光発生手段が前記線状
半導体素材の長手方向に垂直な平面内において放射状に
配設されることを特徴とする請求項３に記載の半導体回
路形成装置。
【請求項５】前記近接場光発生手段が、光源と、光源
において発光した光を前記線状半導体素材の外周面へ導
く導波部と、前記線状半導体素材の外周面近傍に設けら
れ前記導波部によって導かれた光を絞る開口とを備える
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体回路形成装
置。
【請求項６】前記光源が半導体レーザであることを特
徴とする請求項５に記載の半導体回路形成装置。
【請求項７】前記導波部が前記開口に向かって徐々に
先鋭化していることを特徴とする請求項５に記載の半導
体回路形成装置。
【請求項８】前記開口が前記導波部の外側に設けられ
た金属部材により形成されることを特徴とする請求項７
に記載の半導体回路形成装置。
【請求項９】前記開口の大きさが、前記回路バターン
の最小パターンの大きさとほぼ同じであり、１つの前記
近接場光発生手段によって前記回路パターンの１最小パ
ターンが描画されることを特徴とする請求項５に記載の
半導体回路形成装置。
【請求項１０】前記最小パターンの大きさが０．１μ
ｍであることを特徴とする請求項９に記載の半導体回路
形成装置。
【請求項１１】前記線状半導体素材において、長手方
向に垂直な断面が円形であることを特徴とする請求項１
に記載の半導体回路形成装置。
【請求項１２】前記移動手段が一定の速度で前記線状
半導体素材を移動させることを特徴とする請求項１に記
載の半導体回路形成装置。
【請求項１３】前記移動手段による前記線状半導体素
材の移動経路上に設けられ、前記線状半導体素材の外周
面に薄膜層を形成する薄膜層形成手段と、前記移動経路上において前記薄膜層形成手段の後段に設
けられ、前記薄膜層形成手段により得られた前記線状半
導体素材の前記薄膜層の外側にエッチング保護膜を形成
する保護膜形成手段と、前記移動経路上において前記保護膜形成手段の後段に設
けられ、前記エッチング保護膜が前記近接場光を用いて
露光されることにより、前記回路パターンに応じて前記
エッチング保護膜を選択的に除去する描画手段と、前記移動経路上において前記描画手段の後段に設けら
れ、露出した薄膜層をエッチングにより除去するエッチ
ング手段と、前記移動経路上において前記エッチング手段の後段に設
けられ、前記線状半導体素材の前記エッチング保護膜を
全て除去する保護膜除去手段とを備えることを特徴とす
る請求項１に記載の半導体回路形成装置。
【請求項１４】前記移動手段が、前記線状半導体素材
の移動経路上において前記薄膜層形成手段の前段に設け
られる供給ドラムと前記保護膜除去手段の後段に設けら
れる巻取ドラムとを備え、前記線状半導体素材が前記供
給ドラムと前記巻取ドラムとの間で連続していることを
特徴とする請求項１３に記載の半導体回路形成装置。